[发明专利]一种节能的氨水蒸馏技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用蒸馏和蒸发及MVR压缩集成工艺处理原料氨水的方法，特别是适用于冶金焦化、石油化工和煤化工(以下简称“化工”)等行业中含有NH₃和H₂S及HCN、CO₂等杂质的原料氨水处理。

背景技术

根据原料中C(碳)、H(氢)、S(硫)、N(氮)、O₂(氧)等组分的不同和加工工艺的选择，在生产过程中生成NH₃和H₂S及HCN、CO₂等杂质，这些杂质溶于水中形成原料氨水。尽管原料氨水本身没有多少实用价值，处理的成本又高，但环境保护的严格要求，不允许其直接排放。

为解决原料氨水的出路，一般通过蒸馏将原料氨水中的NH₃和H₂S及HCN分离出去，并在下一工序回收利用，蒸馏塔底排出的废水，送至下一工序进一步处理。

目前的实际应用中，国内外广泛采用蒸馏分离的工艺，采用蒸馏分离工艺的目的，一是控制蒸馏塔底排出废水中的杂质浓度降低到生化处理(细菌处理)可以进行降解的程度；否则杂质浓度过高，会造成细菌死亡，生化处理无法进行，此时废水将无法达标排放，二是把NH₃和H₂S及HCN等杂质以资源利用的形式从塔顶分离出来并回收。

为此，本领域技术人员首先尽量把原料氨水中的NH₃和H₂S及HCN等杂质从蒸馏塔顶分离出来，并作为资源综合利用而在后续的工序中加以回收。蒸馏塔底排出的废水，其中的污染物杂质含量为：CODcr≤10g/l，NH₃-N≤20mg/l，氰化物≤20mg/l，再进行生化处理，使其达到外排的环保要求。

具体从工艺来说，原料氨水的处理，目前国内外广泛采用的是常规氨水蒸馏工艺。常规的氨水处理采用塔式法蒸馏工艺，原料氨水与蒸馏塔底废水换热后进入蒸馏塔，产生的氨汽(含有NH₃和H₂S及HCN、CO₂、水等)在分缩器中被冷却水间接冷凝冷却后，得到较高浓度的氨汽。塔底废水与原料氨水换热后，再用冷却水冷却，送出界区外。常规氨水蒸馏工艺的供热，通常采用新鲜蒸汽直接送入蒸馏塔内；或采用循环废水间接加热的方式，间接加热的热源一般为蒸汽、导热油、气体燃料等。

而常规氨水蒸馏工艺需要改进的地方在于，一是需要大量的新鲜蒸汽等热源为蒸馏供热；二是为得到较高浓度的氨汽产品(约10%)而使用大量冷却水进行分缩(部分冷凝冷却，下同)操作，氨汽中水蒸气的相变热没有被合理回收利用，导致该工艺所需外部供热量高、能耗大。

综上所述，本领域缺乏一种针对原料氨水进行改进的节能工艺，同时满足以下要求：一是控制蒸馏塔底排出废水中的杂质浓度降低到生化处理(细菌处理)可以进行降解的程度；否则杂质浓度过高，会造成细菌死亡，生化处理无法进行，此时废水将无法达标排放，二是把NH₃和H₂S及HCN等杂质以资源利用的形式从塔顶分离出来并回收；三是达到节能，减少冷却水的应用，甚至可实现氨水蒸馏系统自身的热量平衡，而不需要额外供入新鲜蒸汽。

因此，本领域迫切需要开发一种改进的氨水蒸馏技术。

发明内容

本发明的目的在于获得一种氨水蒸馏的节能生产方法。

在本发明的第一方面，提供了一种氨水蒸馏的节能生产方法，其包括如下步骤：

(a)提供化工企业生产过程产生的含有NH₃和杂质的原料氨水，所述杂质包括H₂S、HCN和/或CO₂杂质；

(b)蒸馏塔底的高温废水与所述原料氨水换热后进入蒸发器或直接进入蒸发器，部分闪蒸产生第一低熵值蒸汽，使得温度降低至55～125℃；

(c)所述蒸发器内的低温废水循环送至分缩器，被氨汽加热至70～130℃后返回所述蒸发器，部分闪蒸产生第二低熵值蒸汽；

(d)所得到的蒸发器内的第一低熵值蒸汽和第二低熵值蒸汽由MVR压缩机压缩为饱和温度103～165℃的高熵值蒸汽，送进蒸馏塔作为蒸馏的供热热源。

本发明人发现，通过上述工艺的结合，本发明氨水蒸馏节能工艺与常规氨水蒸馏工艺相比较，几乎不使用新鲜蒸汽，冷却水用量也大幅下降了60～70%，节能效果十分显著。